[发明专利]大长细比、高强韧镁合金毛细管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金毛细管的制备方法。 

背景技术

近年来，因镁合金具有密度低、比强度大、刚度高，特别是具有生物相容性好、弹性模量低、在生物体内可逐步降解并被人体有效吸收的特点，现在越来越多的镁合金材料被用于外科植入器械如骨板、骨钉，及内科介入器械如心血管内支架等产品的开发与临床应用。但是镁合金的传统加工方法是热机械加工，如热挤压方法，热轧制方法和热拉拔方法，这些方法均存在挤压速度较慢，生产效率低，性能差(伸长率低于10％)，挤出棒材、板材晶粒较粗大(大于10μm)的问题，这些缺陷导致现有方法制备细比大的镁合金细管、毛细管或丝材极难实现。 

发明内容

本发明为了解决现有制备镁合金毛细管的方法存在挤压速度较慢，生产效率低，性能差，挤出棒材、板材晶粒较粗大的问题，而提供的一种大长细比、高强韧镁合金毛细管的制备方法。 

制备大长细比、高强韧镁合金毛细管的方法按以下步骤实现：一、将镁合金铸锭加热至200～450℃并保温处理0.5～1h，然后在挤压比为2～64、挤压模冲头速度为20～30mm/s的条件下进行挤压，得镁合金挤压棒材；二、将镁合金挤压棒材在温度为200～420℃条件下退火处理2～8h，然后截取长为20～50mm的棒材，得挤压毛细管用毛坯；三、将挤压毛细管用毛坯一端加工成筒底厚度为2～5mm、筒深8～25mm、筒的内径为Φ13.6～Φ13.9mm的圆筒；四、将高强石墨加工成圆柱，圆柱的直径与筒的内径在过盈量为0.02～0.08mm的条件下进行过盈配合，然后进行压合装配，得挤压毛坯；五、先将挤压模具预热至450℃，然后将挤压毛坯加热至100～350℃并保温处理0.2～0.5h，而后在挤压比为3～169、挤压模冲头速度为20～30mm/s的条件下进行挤压，得镁合金挤压管材毛坯；六、截取镁合金挤压管材毛坯两端的镁合金露出高强石 墨，然后用孔径为Φ1.6～Φ3.0mm的加长钻头对管径内的高强石墨进行清理，得镁合金毛细管管材；七、将镁合金毛细管管材在温度为200～420℃条件下退火处理2～8h，然后放入丙酮-无水乙醇溶液中进行超声处理0.2～1.5h，而后再用质量浓度为10％～20％的冰醋酸水溶液进行酸洗10～60s，即得大长细比、高强韧镁合金毛细管；其中步骤四中圆柱与步骤三中圆筒筒深一致、圆柱的直径与步骤三中圆筒筒的内径一致；步骤七中丙酮-无水乙醇溶液中丙酮与无水乙醇按1∶1的体积比进行混合。 

本发明得到的大长细比、高强韧镁合金毛细管壁厚及组织均匀并且力学性能高(伸长率为12％～26％)，在室温下测得抗拉强度为190～290MPa，屈服强度为120～180MPa；在本发明制备大长细比、高强韧镁合金毛细管的方法中，镁合金在挤压过程中处于三向压应力作用下，组织细化效果明显，选择和控制挤压工艺参数，以及改变石墨填充物的尺寸，并且挤压过程中良好的润滑工艺，使得大长细比镁合金毛细管的温挤压塑性变形工艺得以实现，进而得到综合性能尤其是塑性指标高，且便于后续塑性加工(拉拔)或机械加工(如激光雕刻)表面质量好且尺寸精度高的大长细比镁合金毛细管。采用本发明的方法得到大长细比、高强韧镁合金毛细管晶粒细小(平均晶粒尺寸2μm)，外径尺寸仅为Φ1～Φ4mm、壁厚为0.1～0.5mm、长度大于300mm。 

本发明方法在整个挤压过程中挤压速度均比现有方法提升了15％～30％；本发明中所使用的设备简单、成本低；原材料来源低廉、市场可以购得，大大降低了生产成本；工艺过程简单、操作容易、所消耗的能力低，大大提高了生产的效率。 

附图说明

图1为现有热挤压方法得到的镁合金毛细管组织扫描电镜照片，图2为具体实施方式二十九得到的大长细比、高强韧镁合金毛细管组织扫描电镜照片。 

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。